(57)【要約】【課題】コストの上昇を抑え，あるいは取り付け寸法の増大を招くことなく，また，取付の作業の煩雑さを解消することが出来る重送検知装置，そのような重送検知装置を備えた給紙装置，あるいは，上記のような給紙装置を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し，前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて，前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する重送検知装置において、前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の到達時間を測定し，上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を補正してなる重送検知装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し，前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて，前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する重送検知装置において、
前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の到達時間を測定し，上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を補正してなる重送検知装置。
【請求項２】
前記超音波が定周期のパルス状超音波であり，上記到達時間が，上記超音波が前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届くまでに発せられた上記パルス状超音波のパルス数と同義である，請求項１に記載の重送検知装置。
【請求項３】
前記超音波が定周期のパルス状超音波であり，前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値が，前記超音波が前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届くまでに発せられた上記パルス状超音波のパルス数に基づいて演算される環境温度に基づいて補正されてなる請求項１に記載の重送検知装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の重送検知装置を備えてなる給紙装置。
【請求項５】
請求項４に記載の給紙装置を備えてなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，超音波を用いて用紙の重送を検知する重送検知装置，その重送検知装置を備えた給紙装置，その給紙装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，複写機，複合機などの画像形成装置における給紙装置では，１枚づつ用紙をおくることが原則であるが，給紙ローラでの用紙の捌きが不十分である場合などに，２枚以上の用紙が同時に送られてしまう重送が起こりうる。このような重送状態を検知する方法として従来，用紙を透過した光量を検出して用紙の重なり度合いを見る光学式が主流であるが，近年，用紙を通過する超音波の量を測る超音波方式が採用されている。
【０００３】
超音波方式の重送検知装置では，用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し，前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて，前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する。
しかしながら，超音波発信器と超音波受信器とからなる超音波センサは，温湿度，特に温度の変化によって同じ重送状態であっても出力レベルに誤差が発生することが知られており，これが重送の検知精度に影響を及ぼしている。
そのため，サーミスタなどの温度検知素子を使用して周囲温度を測定し，測定された温度によって送信方法や受信電圧の基準レベルを変えて補正する給紙装置が特許文献１として知られている。
具体的にはこの給紙装置は，図２に示されるように，重送防止ローラ対２０から送り出される用紙Ｐが搬送される用紙搬送路２２を挟んで超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂが配置され，前記超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂへ届く超音波の出力に基づいて，前記用紙搬送路２２を通過する用紙Ｐの重送を検知する重送検知装置Ｙ１を備えている。
この重送検知装置では，通過する用紙が１枚であるか，２枚以上が重なっている，つまり重送状態であるか否かによって超音波受信器２４ｂへ届く超音波の量が変動するので，それを検知すること，換言すれば，前記超音波受信器２４ｂが検知する超音波が途中を遮る用紙の厚さによって変動することを利用している。即ち，前記超音波受信器２４ｂからの出力信号を増幅回路２６において増幅した後，データ処理部２８においてあらかじめ定めた閾値と比較することで，重送の有無を検知している。
しかしながら，上記のような超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂとからなる超音波センサ２４は，前記のように温湿度，特に温度の変化によって出力が変動する特性を持つので，重送状態の検知結果に誤差が発生する。
そのため，上記従来の重送検知装置Ｙ１では，サーミスタＴなどの温度検知素子を使用して超音波センサの周囲温度を測定し，その測定値を前記データ処理部２８に入力することで，測定された温度によって超音波受信器２４ｂからの受信電圧や受信電圧の基準レベルを変えて検知結果を補正するようにしている。
【特許文献１】特開２００５-３５０２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記特許文献１の構成では，上記のように高価なサーミスタなどの温度検知素子を使用しなければならず，また超音波センサ付近にサーミスタなどの温度検知素子を設置しなければならないため，コスト高となり，あるいは取り付け寸法が大きくなったり，更には，取付の作業が繁雑であるなどの問題がある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，コストの上昇を抑え，あるいは取り付け寸法の増大を招くことなく，また，取付の作業の煩雑さを解消することが出来る重送検知装置，そのような重送検知装置を備えた給紙装置，あるいは，上記のような給紙装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は，
用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し，前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて，前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する重送検知装置において、
前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の到達時間を測定し，上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を補正してなる重送検知装置として構成されている。
この重送検知装置では，前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて，用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知すると共に，前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の到達時間（パルス状の超音波であればパルスのカウント数）を測定し，上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を補正するものであるから，従来必要であった環境温度を検出するためのサーミスタなどの温度検出素子が不要である。そのため，上記温度検出素子に関するコストを低下させることが出来，また温度検出素子を備えることによる，無駄なスペースを省略することで機械の小型化を進めることができる。もちろん，温度検出素子が不要であるので，組み立て作業の簡素化に寄与することが出来る。
前記超音波として定周期のパルス状超音波を用いた場合，上記到達時間を，上記超音波が前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届くまでに発せられた上記パルス状超音波のパルス数として計算することが出来る。
また前記超音波が定周期のパルス状超音波の場合，前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を，前記超音波が前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届くまでに発せられた上記パルス状超音波のパルス数に基づいて演算される環境温度に基づいて補正することができる。
本発明にかかる重送検知装置は，一例として給紙装置に用いることができる。
更に，本発明にかかる重送検知装置は，一例として画像形成装置に用いられる給紙装置に用いることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，従来必要であった環境温度を検出するためのサーミスタなどの温度検出素子が不要である。そのため，上記温度検出素子に関するコストを低下させることが出来，また温度検出素子を備えることによる，無駄なスペースを省略することで機械の小型化を進めることができる。もちろん，温度検出素子が不要であるので，組み立て作業の簡素化に寄与することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
以下添付図面を参照しながら，本発明を画像形成装置の原稿読取装置に適用した実施形態について説明する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は，本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御系統全体を示すブロック図，図２は，従来の給紙装置に用いられている重送検知装置の概略構成図，図３は，本発明の一実施形態の係る重送検知装置の信号経路図である。
【０００８】
本発明の実施形態に係る重送検知装置が組み込まれる画像形成装置Ｘは，スキャナ機能，プリント機能，コピー機能及びファクシミリ機能を備えたいわゆる複合機であって，原稿読取装置としてスキャナ部６を備えている。
本発明の対象である画像形成装置は，上記のような複合機としての複写機やファクシミリ以外にも，原稿読取りを目的とするスキャナそのものであってもよい。
まず，図１に示すブロック図を参照しつつ，本発明の実施形態に係る重送検知装置を備えた画像形成装置Ｘの主要部の構成について説明する。
図１に示すように，画像形成装置Ｘは，メイン制御部１，操作・表示部２，データ記憶部３，画像処理演算部４，ＮＩＣ５，スキャナ部６，プリント部７及びファクシミリ部８等を備え，それらがバス１１を通じて情報の受け渡しが可能な状態で接続されている。
【０００９】
前記操作・表示部２は，情報を入力するための操作部２ａと情報（画像を含む）を表示する表示部２ｂとを備えるものである。その操作部２ａは，例えば，液晶表示装置の表面に設けられたタッチパネルやシートキー等である。また，前記表示部２ｂは，例えば，液晶表示装置である。この操作・表示部２により，利用者に対するマンマシンインターフェースが構成されている。
前記データ記憶部３は，原稿から読み取って得られた画像データの処理や，画像データのプリント処理等の際に，必要に応じてその処理データを記憶する読み書き自在な大容量の不揮発メモリである。
【００１０】
前記画像処理演算部４は，専用の信号処理回路或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により構成され，画像データについて各種画像処理を行い，所定の印刷ジョブ記述言語で記述された印刷ジョブを画像形成に用いるビットマップ画像データに変換する処理や，外部装置へ送信する画像データ（例えば，ＪＰＥＧ形式等の所定の符号化がなされた画像データ等）の生成処理等を行うものである。
【００１１】
前記ＮＩＣ５は，例えば標準規格ＩＥＥＥ８０２．３に準拠したＬＡＮ及びインターネット等からなるネットワークを通じて，情報処理端末や電子メールサーバ等の外部装置との間でデータ（スキャナ部６による読み取り画像のデータを含む）の送受信を行う通信インターフェースである。
前記スキャナ部６は，不図示のガラス製の原稿台上に載置された原稿や，不図示のＡＤＦにより搬送される原稿から，その原稿に形成された画像をそのカラー（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を区別して読み取るカラースキャナである。
【００１２】
前記プリント部７は，前記メイン制御部１によって制御されるいわゆるプリントエンジンであり，不図示の給紙カセットに収容された記録紙を１枚ずつ順次送り出し，所定の画像形成位置を経て排紙トレイまで搬送するとともに，その画像形成位置において，前記スキャナ部６により原稿から読み取られた原稿の画像データや，画像処理演算部４により生成された印刷用の画像データ等に基づいて，記録紙（記録材の一例）に画像を形成（出力）する機器及びその機器を制御するＭＰＵ等の部品の集合である。
上記プリント部７は，上記給紙カセットから取り出した用紙を１枚ずつの用紙に捌き，重送を防止するための重送防止ローラ対２０を備えている。上記重送防止ローラ対２０では，図２に示されるように重ねられた複数の用紙が供給されても，それを１枚ずつの単一枚の用紙Ｐに捌かなければならないので，送り出された用紙Ｐが１枚であるか，あるいは２枚以上であるかを検知するための重送検知装置Ｙを付随している。重送検知装置Yを備えた給紙装置の詳細については，追って説明する。
前記ファクシミリ部８は，ＮＣＵ（Network Control Unit）やモデム等の通信手段を備え，ダイヤルアップや通信相手（相手局）との間で通信方法を決定するネゴシエーション処理等を行い，電話回線を通じて他のファクシミリ装置とファクシミリデータ（スキャナ部６による読み取り画像データ）の送受信を行うものである。
【００１３】
前記メイン制御部１は，前記スキャナ部６，前記プリント部７，前記ファクシミリ部８，前記操作・表示部２，前記データ記憶部３及び前記画像処理演算部４の各々を制御するものである。
例えば，メイン制御部１は，プリント部７に，ＮＩＣ５を通じて受信される印刷ジョブに基づく印刷処理（画像形成処理）を実行させる。また，メイン制御部１は，ファクシミリ部８に，指定された送信先の電話番号を発呼して送信対象となる画像データを送信するファクシミリ送信処理を実行させる。さらに，メイン制御部１は，スキャナ部６に，原稿からその原稿に形成された画像を読み取るスキャン処理を実行させる。
続いて図３を参照して，前記重送検知装置Ｙを備えた給紙装置の詳細について説明する。
重送検知装置Ｙは，前記重送防止ローラ対２０から供給される用紙Ｐの用紙搬送路２２を挟んで設けられた超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂからなる超音波センサ２４を備えている点において，前記図２に示した従来公知の重送検知装置と同様であるが，この重送検知装置Ｙでは，前記サーミスタＴのような温度検知手段を備えていない点で，上記従来装置とは異なる。
一方，この重送検知装置Ｙでは，音速が音波を伝播する媒体である空気の温度に依存することを利用して，音速の変化から媒体の温度を検知する。
即ち，この重送検知装置Ｙでは，メイン制御部１あるいはその統括下にある別の制御部（以下，制御部１ａという）において，次に説明するように超音波センサ付近の音波の伝播速度，即ち音速が計測される。
方法は以下の通りである。
この計測は，画像形成処理が行われる直前にその都度実行される。計測される温度が安定した時は，十分な時間間隔を空けて実行してもよい。
まず制御部１ａは，画像形成処理が行われる直前の適当な時期に，超音波発信器２４ａへのパルス出力を開始する。これによって超音波発信器２４ａから，超音波のパルスが超音波受信器２４ｂに向けて発信される。また，パルス出力の開始時点からタイマーが起動され，経過時間がカウントされる。
やがて，前記超音波受信器２４ｂが，上記超音波を受信すると，この信号は制御部１ａに受信される。制御部１ａは，この時点で前記タイマーによるカウントを停止し，そのカウント数Ｎを保持記憶する。
このカウント数は，超音波が超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂに到達する時間を示す。
ここに音の速度Ｖは，Ｖ＝３３１．５＋０．５×雰囲気温度Ｔｃ
で計算されることは周知である。
従って，雰囲気温度Ｔｃは，
Ｔｃ＝（Ｖ−３３１．５）／０．５
で計算される。
一方，超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂに超音波が届くまでの時間ｔは，前記超音波のパルス周期をＨ（一定・既知）とすると，
ｔ＝Ｈ×Ｎ
で計算されるので，音速Ｖは，超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂとの距離をＬ（一定・既知）とすると，
Ｖ＝Ｌ／（Ｈ×Ｎ）となる。
以上より，
雰囲気温度Ｔｃ＝（Ｌ／（Ｈ×Ｎ）−３３１．５）／０．５
となり，この式で，Ｌ，Ｈは，既知であるので，雰囲気温度Ｔｃは，カウント数Ｎから求められることが分かる。
従って，あらかじめ雰囲気温度と超音波センサの出力の関係を計測し，記憶しておけば，上記カウント数Ｎを検知することで上の式から雰囲気温度を検知し，検知した雰囲気温度によって超音波センサの出力あるいはそれと比較する閾値を補正することで，重送検知装置の検出精度を上げることができる。
あるいは，デフォルトとして雰囲気温度２４℃とすると，その時の音速Ｖ24＝３３１．５＋０．５×２４＝３４３．５ｍ／ｓｅｃである。
このときの時間ｔは，センサ間距離Ｌを０．０１ｍとすると，
ｔ＝０．０１／３４３．５＝０．０２９１（Ｓ）
パルス周期Ｈが１００（ｎＳ）とした場合のカウント数Ｎ（基準パルス数）は
Ｎ＝０．００２９１／１００＝２９１．１（パルス）
となる。
従って，この基準パルス数とパルス数Ｎが変化したときの超音波センサの出力の変化をあらかじめ計測して記憶しておくことで，実測されたカウント数（パルス数）Ｎから直接的に超音波センサの出力あるいはそれと比較する閾値を補正して，重送検知装置の検出精度をあげることができる。
このように，この実施形態にかかる重送検知装置Ｙでは，前記超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂへ届く超音波の出力に基づいて，用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知すると共に，前記超音波発信器２４ａから前記超音波受信器２４ｂへ届く超音波の到達時間（パルス状の超音波であればパルスのカウント数）を測定し，上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂへ届く超音波の出力値を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る複写機の概略構成を示すブロック図。
【図２】従来の重送検知装置の概略構成を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態に係る重送検知装置の信号経路を示す図。
【符号の説明】
【００１５】
１ａ…制御部
２０…重送防止ローラ対
２４…超音波センサ
２４ａ…超音波発信器
２４ｂ…超音波受信器
２６…増幅回路
Ｙ…重送検知装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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